پژوهش های کاربردی مهندسی شیمی - پلیمر
فصلنامه علمی - پژوهشی

مطالعه رفتار رئولوژیکی و سازگاری آمیخته‌های کوپلیمر پلی‌اکریل‌آمید سولفونه/ نشاسته گندم در محیطهای آبی

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان

عبدالامیر استواری 1
جمال اعلایی 2
سعید بازگیر 3
صنم سپهری 2

1 واحدعلوم وتحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی

2 پژوهشگاه صنعت نفت

3 واحد علوم و تحقیقات دانشگاه آزاد اسلامی

چکیده
به منظور توسعه دامنه کاربرد مواد پلیمری در تهیه سیالات حفاری، در این پژوهش آمیزه های مختلفی از نشاسته گندم و پلی اکریل آمید تهیه و رفتار ریولوژی و سازگاری نمونه ها در شرایط متفاوت مورد ارزیابی قرار گرفت. بررسی رفتار رئولوژیکی آمیزه های نشاسته-پلی اکریل آمید در آب شیر و آب نمک اشباع نشان داد که در هر دو محیط با افزایش غلظت پلی اکریل آمید، ویسکوزیته نمونه ها افزایش یافت. با این وجود، آمیزه های نشاسته-پلی اکریل آمید در آب نمک اشباع ویسکوزیته پایین تری نسبت به آب معمولی داشتند. مشاهده شد که در هر دو محیط آب شیر و آب نمک اشباع پس از 24 ساعت ماندگی در دمای 90 درجه سانتیگراد، ویسکوزیته اکثر نمونه ها افزایش یافت. مقایسه منحنی های مربوط به داده های تجربی ویسکوزیته و پیش بینی قانون مخلوط ها نشان داد که در آب نمک اشباع و دمای ◦c90 این منحنی ها بسیار به هم نزدیک بوده و این رفتار می تواند دلالت بر سازگاری اجزاء این آمیزه در محیط آب نمک اشباع باشد. انجام فرآیند پیرشدگی نمونه ها سبب بهبود سازگاری آمیزه های نشاسته- پلی اکریل آمید شد.

در مجموع نتایج این پژوهش نشان داد که آمیزه های نشاسته – پلی اکریل آمید در دمای بالا (◦C90 ) و محیط آب نمک NaCl اشباع سازگار بوده و بکارگیری این آمیزه ها در تهیه سیالات حفاری می تواند توسعه دامنه کاربرد مواد پلیمری در تهیه این سیالات و سهولت در تنظیم خواص رئولوژیکی آنها را به همراه داشته باشد.

کلیدواژه‌ها

آمیخته‌های پلیمری‌
کوپلیمر ‌اکریل‌آمید
نشاسته گندم
رئولوژی

موضوعات

عنوان مقاله English

Study of the rheological and compatibility behavior of sulfonated acrylamide copolymer/ wheat starch blends in aqueous media

نویسندگان English

Abdolamir Ostovari 1
Jamal Aalaie 2
Saeed Bazgir 3
Sanam Sepehri 2
1 Science and Research branch, Islamic Azad University
2 Research Institute of Petroleum Industry
3 Science and Research branch, Islamic Azad University
چکیده English

In order to develop the scope of application of polymer materials in the preparation of drilling fluids, in this study, various blends of wheat starch and copolymer of sulfonated polyacrylamide were prepared and the rheology and compatibility behavior of samples under different salinity and aging conditions were evaluated. The rheological behavior of starch-polyacrylamide blends in tap water and saturated brine water showed that the viscosity of the samples increased with increasing concentration of polyacrylamide copolymer in the both media. However, starch-polyacrylamide blends in saturated brine had less viscosity than tap water. It was observed that in both tap water and salt water saturated conditions after 4 hours of aging at 90 ° C, the viscosity of most samples increased. Comparison of the curves for empirical viscosity data and prediction of the mixing rule showed that in both of tap water and salt saturated water, positive deviation from the mixing rule is observed, which indicates the compatibility between the blend components. By performing the aging process, although positive deviation was still observed, this positive deviation slightly decreased, which means the negative effect of aging on the compatibility of the starch- copolymer of sulfonated polyacrylamide blend.

In conclusion, the results of this study showed that the blend of starch- sulfonated polyacrylamide copolymer is compatible at high temperature (90 °C) and saturated NaCl salt wate. Moreover, in some samples, this compatibility exists even after aging.

کلیدواژه‌ها English

Polymer blends
acrylamide copolymer
Wheat starch
Rheology
[1]ص. سپهری, "تهیه نانوکامپوزیت کوپلیمر ‌اکریل آمید/‌2- اکریل آمیدو- 2-‌متیل پروپان‌سولفونیک‌اسید/ نانورس اصلاح شده به روش پلیمریزاسیون درجا و مطالعه پایداری و خواص رئولوژیکی آن", دکتری, مهندسی پلیمر, دانشگاه امیرکبیر, (2015) ایران.
[2] I. M. Thakore, S. Desai, B. D. Sarawade, S. Devi, "Studies on biodegradability, morphology and thermo-mechanical properties of LDPE/modified starch blends". European Polymer Journal. 37(1):(2001) p. 151-160.
[3] A. Cano, E. Fortunati, M. Cháfer, J. M. Kenny, A. Chiralt, C. González-Martínez, "Properties and ageing behaviour of pea starch films as affected by blend with poly(vinyl alcohol)". Food Hydrocolloids. 48:(2015) p. 84-93.
[4] Y. Liu, X.-c. Lv, X. Hu, Z.-h. Shan, P.-x. Zhu, "Effect of adding a small amount of high molecular weight polyacrylamide on properties of oxidized cassava starch". Carbohydrate Polymers. 81(4):(2010) p. 911-918.
[5] H. Taghavian, S.-O. Ranaei-Siadat, M. R. Kalaee, S. Mazinani, "Investigation of the effects of starch on the physical and biological properties of polyacrylamide (PAAm)/starch nanofibers". Progress in Biomaterials. 6(3):(2017) p. 85-96.
[6] J. Xu,G. W. Selling, "A Comparison of the Viscoelastic Properties of Starch-polyacrylamide Graft Copolymers Produced in Dimethyl Sulfoxide and Water". Rheol: open access. 1:(2017) p. 109.
[7] M. Zoveidanpoor,A. Samsuri, "The use of nano-sized Tapioca starch as a natural water – soluble polymer for filtration control in water-based drilling muds". J. Nat. Gas Sci. Eng. 34:(2016) p. 832-840.
[8] M. Abdollahi, A. Varamesh, A. Nasiri, "Improvement in the Performance of Potato Starch Used in the Water-Based Drilling Fluid via Its Chemical Modification by Grafting Copolymerization". Iran. J. of Polym. Sci. and Tech. 22(4):(2009) p. 251-260.
[9] M. Eutamene, A. Benbakhti, M. Khodja, A. jada, "Preparation and aqueous properties of starch-grafted polyacrylamide copolymers". J. Starch 61(81-91):(2009).
[10] K. M. Minaev, D. O. Martynova, A. S. Zakharov, R. R. Sagitov, A. A. Ber, O. S. Ulyanova, "Synthesis of Carboxymethyl Starch for increasing drilling mud quality in drilling oil and gas wells". IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 43(1):(2016) p. 012071.
[11] R. Samavati, N. Abdullah, K. Tahmasbi Nowtarki, H. S. A., D. R. Awang Biak, "Rheological and Fluid Loss Properties of Water Based Drilling Mud Containing HCl-Modified Fufu as a Fluid Loss Control Agent". Int. J. Chem. Eng. Applications. 5(6):(2014) p. 446-450.
[12] T. F. Harry, F. T. Ademiluyi, O. F. Joel, K. Oduola, "Rheological Model Parameters For Bentonite Drilling Mud Treated With Local Cassava Starch". 12. 2(609-619):(2017).
[13] K. H. W. Ujma,J. P. Plank, "A new calcium-tolerant polymer helps to improve drilling-mud performance and to reduce costs". SPE Drilling Eng.:(1989) p. 41-46.
[14] J. G. Bonner,P. S. Hope "compatibilisation and reactive blending", In Polymer blends and alloys, M. J. Folkes P. S. Hope, Editors. Blackie academic & professional: Glascow, UK. (1993) p. 46-74.
[15] ج. اعلائی, ع. خ. نیت, م. میرعلی, ع. ر. پور, "مطالعه رفتار رئولوژیکی آمیخته سازگارشده پلی استیرن مقاوم در برابر ضربه و پلی اتیلن سنگین". علوم و تکنولوژی پلیمر 1:(1383) p. 19-11.
[16] W. S. Ratnayake ,D. S. Jackson, "Gelatinization and Solubility of Corn Starch during Heating in Excess Water: New Insights". Journal of Agricultural and Food Chemistry. 54(10):(2006) p. 3712-3716.
[17] M. Rashidi, A. M. Blokhus, A. Skauge, "Viscosity and Retention of Sulfonated Polyacrylamide Polymers at High Temperature ". J. Appl. Polym. Sci. 119:(2011) p. 3623-3629.
[18] P. H. Doe, A. Moradi-Araghi, J. E. Shaw, G. A. Stahl, "Development and Evaluation of EOR Polymers Suitable for Hostile Environments Part 1: Copolymers of Vinylpyrrolidone and Acrylamide". SPE Reservoir Engineering. 2(04):(1987) p. 461-467.
[19] B. Al-Shammari, T. Al-Fariss, F. Al-Sewailm, R. Elleithy, "The effect of polymer concentration and temperature on the rheological behavior of metallocene linear low density polyethylene (mLLDPE) solutions". Journal of King Saud University - Engineering Sciences. 23(1):(2011) p. 9-14.
[20] L. X. Gong,X. F. Zhang, "A new approach to the Synthesis of hydrophobically associating polyacrylamide via the inverse miniemulsion polymerization in the presence of template". Express polymer letters 12(3):(2009) p. 778-787.
[21] V. N. Kalashnikov, "Shear-rate dependent viscosity of dilute polymer solutions". J. Rheol. 38(5):(1994) p. 1385-1403.
[22] L. A. Utracki, "Polymer alloys and blends: Thermodynamics and rheology". Munich: Carl Hanser Verlag. (1990).
[23] S. Cai, X. He, K. Liu, Alisson M. Rodrigues, R. Zhang, "Macromolecular interactions and synergy in xanthan/HPAM aqueous solutions". RSC Advances. 7(66):(2017) p. 41630-41639.

صفحه اصلی

راهنمای نویسندگان

ارسال مقاله

داوران

تماس با ما